DE3049896A1 - Surface acoustic waves converter - Google Patents
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- DE3049896A1 DE3049896A1 DE803049896A DE3049896A DE3049896A1 DE 3049896 A1 DE3049896 A1 DE 3049896A1 DE 803049896 A DE803049896 A DE 803049896A DE 3049896 A DE3049896 A DE 3049896A DE 3049896 A1 DE3049896 A1 DE 3049896A1
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Description
··. .· 3 O A 9 β 9 6··. . · 3 O A 9 β 9 6
UMWANDLER ·*JVKUSTISOKER: OBERFMüHENWELLENCONVERTER · * JVKUSTISOKER : OBERFMÜHENWELLEN
Die Erfindung betrifft Umwandler akustischer Oberflächenwellen, insbesondere Umwandler mit kapaziti-νet Wägung.The invention relates to transducers of surface acoustic waves, in particular transducers with capacitive νet Weighing.
Es ist ein Umwandler akustischer Oberflächenwellen vom Typ eines Kammwandlers mit ineinandergreifenden Elektroden
mit einer kapazitiven Wägung bekannt, der eine Unterlage K) aus Piezoelektrikum und eine auf dieser angeordnete Elektrodenreihe
enthält, die eine. Gruppe von einander parallelen, mit einer stromleitenden Fläche mittels einer kapazitiven
Kopplung verbundenen Elektroden und eine andere Gruppe von mit einer anderen.stromleitenden Fläche mittels
einer kapazitiven Kopplung verbundenen Elektroden einschließt, die den Elektroden der obengenannten Gruppe parallel
und zwischen diesen in der Weise angeordnet sind, . daß sich einander überlappende Abschnitte der Elektroden
der beiden Gruppen mit einer konstanten Länge ausbilden. Die kapazitive Kopplung der Elektroden mit einer entsprechenden
stromleitenden Fläche ist mit Hilfe von Aushöhlungen in dieser.Fläche und, von in diese hineingehenden
Elektrodenspitzen gebildet. Die Größe der jede Elektrode mit der stromleitenden Fläche koppelnden Kapazität hängt
vom Umfang der Aushöhlung und von der Breite eines Spaltes zwischen der in diese hineingehenden Spitze dieser
Elektrode und der Fläche ab. Das Änderungsgesetzt für die
Kapäzitätswerte je naoh der Länge des Umwandlers wird
nach seinem vorgegebenen Antwort impuls bestimmt und durch JO Änderung der Tiefe der Aushöhlungen und der Breite des
Spaltes zwischen den Spitzen der entsprechenden Elektroden und der stromleitenden Fläche (s.z.B. die US-Patentschrift
Nr. 3904996, Klasse 332-72, veröffentlicht am
9·Ο9·75) realisiert.
ze Ein derartiger Umwandler weist erhebliche EnergieverlusteThere is a transducer of acoustic surface waves of the type of a comb transducer with interdigitated electrodes with a capacitive weighing known, which contains a substrate K) made of piezoelectric and a row of electrodes arranged on this, which has a. Includes a group of mutually parallel electrodes connected to a conductive surface by means of a capacitive coupling and another group of electrodes connected to another conductive surface by means of a capacitive coupling, which are parallel to the electrodes of the above-mentioned group and arranged between them in such a way, . that overlapping sections of the electrodes of the two groups form with a constant length. The capacitive coupling of the electrodes with a corresponding electrically conductive surface is formed with the aid of cavities in this surface and of electrode tips that extend into them. The size of the capacitance coupling each electrode to the conductive surface depends on the circumference of the cavity and on the width of a gap between the tip of this electrode entering it and the surface. The change law for the capacitance values depending on the length of the transducer is determined according to its given response pulse and by changing the depth of the cavities and the width of the gap between the tips of the corresponding electrodes and the conductive surface (see, for example, US Pat. No. 3904996 , Class 332-72, published on 9 · 9 · 75).
Such a converter has considerable energy losses
im Arbeitsfrequenzband auf, weil die akustischen Oberflächenwellen im Durchlaßfrequenzband des Umwandlers nicht nur on den UberlappunKsatellen der Elektroden der beiden Gruppen, sondern auoh in den Spalten zwischen den strom-in the working frequency band because the acoustic surface waves in the pass band of the transducer not only on the overlapping satellites of the electrodes of the two groups, but also in the gaps between the current
leitenden Flächen und den Spitzen der in diese hineingehenden Elektroden angefacht werden. Darüber hinaus werden im Umwandler dtr beschriebenen Konstruktion Diff,aktionsef.fekte beobachtet, die auf eine Anfachung aku;jtischer Oberflächenwellen mit einer Kreisfront an den Stellen mit einer geringen Tiefe der Aushöhlungen zurückzuführen sind. Bekanntlich führen die Diffraktionseffekte zu einer Verzerrung eines Antwortimpulses und folglich zu einer Verzerrung der Amplitudenfrequenzcharakteristik im Durchlaßfrequenzband des Umwandlers und zu einer geringen Signalunterdrückung außerhalb dieses Bandes.conductive surfaces and the tips of those going into them Electrodes are fanned. In addition, the construction described in the converter dtr diff, aktionsef.fekte observed that on an amplification of acoustic surface waves with a circular front at the points with a shallow depth of the cavities. As is well known, the diffraction effects lead to a distortion of a response pulse and consequently to a distortion of the amplitude frequency characteristic in the pass frequency band of the converter and to a small one Signal suppression outside of this band.
Es ist auch ein Umwandler akustischer Oberflächenwellen mit einer kapazitiven Y.'ägung bekaxint, der niedrigere Energieverluste im Arbeitsfrequenzband (s. z.B. die US-Patentschrift Nr. 4162415, Klasse 310-313, veröffentlicht am 24.07.79) aufweist.It is also a surface acoustic wave transducer with a capacitive Y. 'shape, the lower one Energy losses in the working frequency band (see e.g. U.S. patent No. 4162415, Class 310-313 on 07/24/79).
Ein derartiger Umwandler enthält eine Unterlage aus Piezoelektrikum, in dem sich die akustischen Oberflächenwellen ausbreiten können, und auf dieser angeordnete mindestens zwei Elektrodenreihen, von denen eine die Hauptreine ist, die eine Gruppe von einander parallelen, mit einer stromleitenden Fläche elektrisch verbundenen Elektroden und eine andere Gruppe von Elektroden einschließt, die den Elektroden der obengenannten Gruppe parallel, zwischen diesen in der Weise angeordnet sind, daß sich einander überlappende Abschnitte der Elektroden der beiden Gruppen mit einer konstanten Länge ausbilden, und die mit einer anderen stromleitenden Fläche mittels einer kapazitiven Kopplung verbunden sind während die andere eine Hilfsreihe ist, die zwischen der Hauptreihe der Elektroden . und der anderen stromleitenden Fläche liegt und eine Gruppe mit dieser elektrisch verbundenen, einander parallelen Elektroden und eine andere Gruppe von Elektroden einschließt die den genannten Elektroden der oben genannten Gruppe dieser Reihe parallel, zwischen diesen in der Weise angeordnet sind, daß mindestens ein Teil der Elektroden der beiden Gruppen einander überlappende Abschnitte mit einer nach einem vorgegebenen Antwortimpuls des UmwandlersSuch a converter contains a base made of piezoelectric material, in which the surface acoustic waves can propagate, and at least arranged on this two rows of electrodes, one of which is the main one, the one group of parallel electrodes, with one electrically conducting Surface includes electrically connected electrodes and another group of electrodes that make up the Electrodes of the above group parallel, between these are arranged in such a way that overlapping portions of the electrodes of the two groups with a constant length, and with another conductive surface by means of a capacitive Coupling are connected while the other is an auxiliary row that is between the main row of electrodes . and the other conductive surface and a group electrically connected to this, parallel to each other Electrodes and another group of electrodes include the electrodes mentioned above Group this row in parallel, between them are arranged in such a way that at least part of the electrodes of the two groups overlapping sections with one after a predetermined response pulse of the transducer
bestimmten variableu Länge bildet, und die mit den entsprechenden Elektroden der zweiten der obengenannten Gruppen der Haupt reine zur Herstellung einer kapazitiven Kopplung der letzteren mit der entsprechenden stromleiten-certain variableu length forms, and those with the corresponding Electrodes of the second of the above groups, the main pure ones for the production of a capacitive one Coupling of the latter with the corresponding current conduction
c den Fläche galvanisch unmittelbar gekoppelt sind.c the surfaces are galvanically coupled directly.
In derartigem Umwandler wird der Abstand zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden der zwei Gruppen der Hauptreihe unter der Bedingung eines akustischen Synchronismus auf der .Grundfrequenz oder der Frequenz ei-Her entsprechenden Oberwelle einer angefachten (empfangenen) akustischen Oberflächenwelle ermittelt und der Ab-^ stand zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden der zwei Gruppen der Hilfsreine verschieden von dem oben erwähnten Abstand derart gewählt wird, daß das Frequenzband der durch die-Elektroden dieser Beihe angefachten akustisohen Oberflächenwellen außerhalb des Fre- ..... quenzbandes der durch die Elektroden der Hauptreihe angefachten akustischen Oberfläohenwellen liegt. Auf Grund derartiger Wahl der genannten Abstände sind die Energle-Verluste im Durchlaßfrequenzband dieses ümwandlers wesentlich niedriger als in der oben beschriebenen Konstruktion. Jedoch werden auch bei diesem Umwandler Diffraktionseffekte beobachtet, die auf eine Anfachung der akustischen Oberflächenwellen mit einer Kreisfront durch die Elektrodenpaare der Hilfsreihe mit einer geringen Größe der sich überlappenden Abschnitte zurückzuführen sind. Diese Wellen breiten sioh sowohl parallel zur Ausbreitungsriohtung der durch die Elektroden der Hauptreihe angefachten akustisohen Oberfläohenwellen als auch unter einigem Winkel zu dieserIn such a transducer, the distance between the longitudinal axes of the adjacent electrodes becomes the two groups of the main sequence under the condition of acoustic synchronism on the .Grundfrequenz or the frequency ei-Her corresponding harmonic of a fanned (received) acoustic surface wave determined and the Ab- ^ stood between the longitudinal axes of the adjacent electrodes of the two groups of auxiliary purees different from that above-mentioned distance is chosen such that the frequency band the one fanned by the electrodes of this series Surface acoustic waves outside the fre- ..... quenzbandes of the fanned by the electrodes of the main sequence acoustic surface waves. The energle losses are due to such a choice of the distances mentioned in the pass frequency band of this converter is essential lower than in the construction described above. However, diffraction effects are also observed with this converter, which lead to an amplification of the acoustic Surface waves with a circular front through the electrode pairs the auxiliary row with a small size of the itself overlapping sections. These waves spread both parallel to the direction of propagation of the acoustical surface waves fanned by the electrodes of the main series as well as at some angle to this
2Q Richtung aus. Die sich unter einem Winkel fortpflanzenden akustischen Oberflächenwellen werden in einem weiten, das Durchlaßfrequenzband des Umwandlers einschließenden Frequenzband erregt. Dies ist dadurch bedingt, daß für die sich unter einem Winkel ausbreitenden akustischen2Q direction off. Those propagating at an angle Surface acoustic waves are generated in a wide band including the pass band of the transducer Frequency band excited. This is due to the fact that for the acoustic
ze Oberflächenwellen die Voraussetzungen eines akustischen Synchronismus nicht durch alle Elektroden der Hilfβreihe, sondern lediglioh durch einen Teil dieser Elektroden und für manche Auebreitungsrichtungen nur durch ein Paar fest-ze surface waves meet the requirements of an acoustic Not synchronism through all electrodes of the auxiliary series, but only through a part of these electrodes and for some directions only through a pair of fixed
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gelegt werden.be placed.
Bei Ausnutzung eines solohen Umwandlers in Kombination mit einem anderen beispielsweise im gleichen akustischen Kanal mit der Hauptreihe der Elektroden liegenden Ausgangswandler akustischer Oberflächennellen gelangen die durch die Elektroden der Hilfsreihe angefachten und sich unter einem Winkel zur Ausbreitungsrichtung der durch die Elektroden der Hauptreihe angefachten akustischen Oberflächenwellen fortpflanzenden oben beschriebenen akustischen Oberflächenwelle an den Ausgangs wand ler und verzerren die Amplitudenfrequenzcharaiterist ik des Umwandlers und der Einrichtung im ganzen, speziell erweitern sie die Ampl itudenf requenzchar akter ist ik. auf dem Pegel von-35 bis 40 dB und bewirken eine Frequenzverschiebung bei Rejektionspunkten..When using a single converter in combination with another lying, for example, in the same acoustic channel with the main row of electrodes The output transducers of acoustic surface cells are fanned by the electrodes of the auxiliary row and at an angle to the direction of propagation of the through the electrodes of the main series of fanned surface acoustic waves propagating described above acoustic surface wave to the output converter and distort the amplitude frequency characteristics of the converter and the facility as a whole, specifically expand the amplitude frequency character is ik. at the level from -35 to 40 dB and cause a frequency shift for rejection points ..
Besonders stark macht sich dieser Effekt bei Verwendung des beschriebenen Umisandlers in Verbindung mit einem apodisierten Umwandler geltende Die Auftragung eines Absorbers auf die Hilfsreihe der Elektroden gestattet es nicht, den Pegel der sich unter einem Winkel ausbreitenden akustischen Oberfläohenwellen wesentlich zu senken, weil der Absorber für diese Wellen auf deren Ausbreitungsweg in der Größenordnung einer Wellenlänge liegt, wobei deren Absorptionsfaktor unterhalb von IO dB liegt.This effect is particularly strong when using the described Umisandler in conjunction with The application of an absorber to the auxiliary row applies to an apodized converter The electrodes do not allow the level of the acoustic surface waves propagating at an angle to lower significantly, because the absorber for these waves on their propagation path in the order of magnitude of a wavelength, the absorption factor of which is below 10 dB.
.... Der betreffenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umwandler akustischer Oberflächenwellen vom Typ eines-Kammwandlers mit ineinandergreifenden Elektro-.... The invention in question is based on the object a transducer of surface acoustic waves of the type of a comb transducer with interlocking electrical
jO den mit einer kapazitiven Wägung zu schaffen, in dem die Ausführung der Unterlage und die Anordnung einer Haupt- - und einer. Hilfsreihe .auf dieser es gestattet, Amplitudenfrequenzoharakteristik des Umwandlers versohlechtern-jO to create the one with capacitive weighing in which the Execution of the document and the arrangement of a main - and a. Auxiliary series .on this it allows amplitude-frequency characteristics of the converter insole
-■-'' de Diffraktionseffekte bei einem niedrigen Niveau von Energieverlusten in seinem Durchlaßfrequenzband zu beseitigen. - ■ - '' to eliminate diffraction effects at a low level of energy loss in its pass frequency band.
Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Umwandler akustischer Oberfläohenwellen vom Typ eines KanynwandlarsThis is achieved in a converter acoustic surface waves of the Kanynwandlar type
mit ine lriand ergreif end en Elektroden, der eine Unterlage, die aus einem Werkstoff hergestellt ist, in dem Floh die akustischen Oberfläohenwellen ausbreiten können, und auf dieser angeordnete mindestens zwei Elektrodenreihen enthält, von denen eine die Hauptreihe ist, die eine Gruppe von einander parallelen, mit einer stromleitenden Fläche elektrisch verbundenen Elektroden und eine andere Gruppe von Elektroden einschließt, die den Elektroden der oben genannten Gruppe parallel und zwi-with electrodes gripping a lriand, which is a pad, which is made of a material in which fleas can propagate the acoustic surface waves, and at least two rows of electrodes arranged thereon contains, one of which is the main sequence, which is a group of mutually parallel, with one conductive Surface includes electrically connected electrodes and another group of electrodes that make up the Electrodes of the above group parallel and between
-J^q sehen diesen in der Weise angeordnet sind, daß sich einander überlappende Abschnitte der Elektroden der beiden Gruppen mit einer konstanten Länge ausbilden, und die mit einer anderen stroraleitenden Fläche mittels einer kapazitiven Kopplung verbunden sind, und die andere eine Hilfsreihe ist, die zwischen der Hauptreihe der Elektroden und der anderen stromleitenden fläche liegt und eine Gruppe mit dieser elektrisch verbundenen, einander parallelen Elektroden und eine andere Gruppe von .Elektroden einschließt, die den Elektroden der oben genannten Grup-?-J ^ q see these arranged in such a way that one another Form overlapping portions of the electrodes of the two groups with a constant length, and the with another stream-conducting surface by means of a capacitive coupling, and the other one Auxiliary row is that lies between the main row of electrodes and the other conductive surface and a Group with this electrically connected, mutually parallel electrodes and another group of .Elektroden includes the electrodes of the above group?
pe dieser ßeihe parallel, zwischen diesen in der Weise angeordnet sind,.daß mindestens ein Teil der Elektroden der beiden Gruppen einander überlappende Abschnitte mit einer nach einem vorgegebenen Antwort impuls des ümwandlers bestimmten variablen Länge bildet, und die mit den entsprechenden Elektroden der zweiten der.obengenannten Gruppen der Elektroden der Hauptreihe galvanisch unmittelbar gekoppelt sind, gemäß der Erfindung die Unterlage mindestens zwei Abschnitte aufweist, von denen einer piezoelektrische Eigenschaften besitzt und der andere nicht, wobei die Hauptreihe der Elektroden auf dem die piezoelektrischen Eigenschaften besitzenden Absohnitt der Unterlage und die Hilfsreihe der Elektroden auf dem keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzenden Abschnitt der Unterlage angeordnet ist. - pe this ß eIHE parallel, are arranged between these in such a way .that at least a part of the electrodes of the two groups overlapping portions with a predetermined response to a pulse of the variable ümwandlers certain length forms, and to the corresponding electrodes of the second .Above-mentioned groups of electrodes of the main row are galvanically directly coupled, according to the invention the base has at least two sections, one of which has piezoelectric properties and the other does not, the main row of electrodes on the sub-row of the base with the piezoelectric properties and the auxiliary row of the electrodes is arranged on the portion of the substrate which does not have any piezoelectric properties. -
■35 " ... Es ist erwünsoht, daß der die piezoelektrischen Eigenschaften aufweisende Absohnitt der Unterlage aus polarisierter Keramik und der keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzende Abschnitt .der Unterlage aus unpolar 1-sierter Keramik hergestellt ist.■ 35 "... It is desirable that the part of the base made of polarized ceramic, which has the piezoelectric properties, and that no piezoelectric properties owning section of the base of unpolar 1-sated Ceramic is made.
I jV 1 3049^86I jV 1 3049 ^ 86
Die Unterlage wird zweckmäßigerweise aus Nichtplezoelektrlkum mit einer auf einen Teil ihrer Oberfläohe aufgetragenen Schicht aus Piezoelektrikum in der Welse hergestellt, daß der unter der Schicht liegende Abschnitt der Unterlage mit dieser Schicht in akustischem Kontakt steht und piezoelektrische Eigenschaften gewinnt.The base is expediently made of non-plezoelectrics with a layer of piezoelectric material applied to part of its surface in the Catfish made that the one lying under the layer Section of the substrate with this layer is in acoustic contact and has piezoelectric properties wins.
Es ist sinnvoll, daß die Schicht unmittelbar auf die Oberfläche der Unterlage aufgebracht und die Elektroden der Hauptreihe; auf der Schicht angeordnet sind.It makes sense that the layer immediately the surface of the pad applied and the electrodes of the main row; are arranged on the layer.
Durchaus sinnvoll ist, daß die Schicht oberhalb der Elektroden der Hauptreihe liegt.It makes perfect sense that the layer lies above the electrodes of the main row.
Derartige Ausführung des Umwandlers akustischer Obexflachenwellen gestattet es, die Amplitudenfrequenzcharakteristik des Umwandlers verzerrende Diffraktionseffekte ohne Vergrößerung von Energieverlusten in seinem Durchlaßband dadurch zu beseitigen, daß die Elektroden der Hilfsreihe in der Unterlage keine akustischen Oberflächenwellen anfachen und nur die Punktion eines frequenzunabhängigen kapazitiven Keilers einer auf die Elektroden der Hauptreihe eingespeisten Spannung übernehmen. Such a design of the surface acoustic wave transducer allows the amplitude frequency characteristic the transducer distorting diffraction effects without increasing energy losses in its Eliminate pass band by ensuring that the electrodes of the auxiliary row in the base do not have any surface acoustic waves fanning and only the puncture of a frequency-independent capacitive boar one on the Electrodes of the main row take over the fed-in voltage.
. Die -Erfindung soll nachstehend an Hand einer Beschrei bung deren konkreter Ausführungsbeispiele und beillegender Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt. The invention is to be used below on the basis of a description Exercise whose specific embodiments and accompanying drawings are explained in more detail. It shows
Fig. I den erfindungsgemäßen Umwandler akustischer Oberflächenwellen, in dem die Unterlage aus zwei Abschnitten (in Draufsicht) besteht;Fig. I the acoustic transducer according to the invention Surface waves in which the base consists of two sections (in plan view);
Fig. 2 eine andere Aueführungsform des erfindungsgemäßen Umwandlers akustischer Oberflächenwellen, in dem sich die Unterlage aus drei Abschnitten (in Draufsicht)Fig. 2 shows another embodiment of the invention Transducer of surface acoustic waves, in which the base consists of three sections (in plan view)
Fig. J) eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Umwandlers akustischer Oberflächenwellen, in dem sich die Unterlage aus zwei Absohnitten (in Draufsicht) zusammensetzt. J) a further embodiment of the transducer of surface acoustic waves according to the invention, in which the base is composed of two sections (in plan view).
Der erfindungsgemäße Umwandler akustischer Ober-The transducer according to the invention acoustic upper
flächenwellen vom Typ eines Kanuuwandlers mit ineinandergreifenden Elektroden enthalt eine Unterlage I (Pig· ) aus einem Werkstoff, in dem sich die akustischen Oberflaohenwellen ausbreiten können. In der geschilderten Ausführungsform weist die Unterlage I zwei Abschnittesurface waves of the type of a canoe converter with interlocking Electrodes contain a base I (Pig ·) made of a material in which the acoustic surface waves can spread. In the embodiment described, the base I has two sections
2 und 3 auf. Der Abschnitt 2 besitzt piezoelektrische Eigenschaften und der Abschnitt 3 nicht. Der Abschnitt 2 ist durch eine punktierte Linie eingerahmt und zum beseren Verständnis des Erfindungswesens schraffiert. IQ .. Die Unterlage I ist hier aus Piezokeramik auf der2 and 3 on. Section 2 has piezoelectric properties and section 3 does not. The section 2 is framed by a dotted line and hatched for a better understanding of the invention. IQ .. The base I is made of piezoceramic on the
Basis von Bleir-Titanat-Zirkonat hergestellt, deren Ab-* schnitt 2 polarisiert und deren Abschnitt 3 unpolarl-Base made of lead titanate zirconate, whose ab- * section 2 polarized and its section 3 non-polar
siert ist. . ... is sated. . ...
Auf dem Abschnitt-· 2 aus polarisierter Keramik liegt eine Hauptreihe 4 von Elektroden 5 und 6, die sich aus einer Gruppe der einander parallelen Elektroden 5 und einer Gruppe der Elektroden.6 zusammensetzt, die den Elektroden 5 parallel und zwischen den Elektroden in der Weise angeordnet sind, daß sioh einander überlappende Abschnitte der Elektroden 5 und 6 der beiden Gruppen mit einer konstanten Länge ausbilden· Auf dem Abschnitt 5 aus unpolar isierter Keramik liegt eine Hilfsreihe 7 von Elektroden 8 und 9» die sich aus einer Gruppe der einander parallelen Elektroden 8 und einer Gruppe der Elektroden 9 zusammensetzt, die den Elektroden 8 parallel und zwischen den Elektroden 8 in der Weise angeordnet sind, daß sioh einander überlappende Abschnitte der Elektroden 8 und 9 der beiden Gruppen mit einer nach einem vorgegebenen Antwort impuls des Umwandler3 bestimmten variablen Länge ausbilden.On the section-· 2 of polarized ceramic is a main row 4 of electrodes 5 and 6, which are from a group of electrodes 5 parallel to one another and a group of electrodes.6 composed which the electrodes 5 parallel and between the electrodes are arranged in such a way that they overlap portions of the electrodes 5 and 6 of the two Form groups with a constant length · An auxiliary row is located on section 5 made of non-polarized ceramic 7 of electrodes 8 and 9 »which consist of a group of mutually parallel electrodes 8 and one Group of electrodes 9 composed of the electrodes 8 parallel and between the electrodes 8 in the manner are arranged that sioh overlapping sections of electrodes 8 and 9 of the two groups with one after a given response impulse of the converter 3 train certain variable length.
Auf dem Abschnitt 3 der Unterlage.1 liegen eine stromleitende Fläche 10, mit der die Elektroden 5 der Hauptreihe 4 galvanisch (elektrisch) gekoppelt sind, und eine stromleitende Fläche II, mit der die Elektroden 8 der Hilfsreine 7 galvanisch (elektrisch) gekoppelt sind. Die Elektroden 9 sind galvanisch unmittelbar mit den entsprechenden Elektroden 6 gekoppelt. Die Hilfsrelhe liegt also zwischen der Hauptreine 4 der Elektroden 5On section 3 of document 1 there is a Conductive surface 10 with which the electrodes 5 of the Main row 4 are galvanically (electrically) coupled, and a conductive surface II, with which the electrodes 8 of the Auxiliary lines 7 are galvanically (electrically) coupled. The electrodes 9 are galvanically directly connected to the corresponding electrodes 6 coupled. The auxiliary reles is therefore between the main line 4 of the electrodes 5
und 6 und der stromleitenden Fläche II, während jede Elektrode 6 der Hauptreihe 4 mit der Fläche II über eine Kapazität (kapazitive Kopplung) verbunden lot, die durch die entsprechende Elektrode 9 samt den anliegenden Elektroden 8 und dem an diesen anstoßenden Abschnitt der Fläche II gebildet ist.and 6 and the conductive surface II, while each Electrode 6 of the main row 4 connected to the surface II via a capacitance (capacitive coupling) solder that through the corresponding electrode 9 together with the adjacent Electrodes 8 and the portion of the surface II adjoining them is formed.
In der Hilfsreihe 7 bilden sämtliche Elektroden 8 und 9 der beiden Gruppen einander überlappende Abschnitte variabler Länge. Es kann aber ein Umwandler ausgeführtAll electrodes 8 form in the auxiliary row 7 and 9 of the two groups overlapping sections of variable length. However, a converter can be implemented
^O werden, bei dem nur ein Teil der Elektroden der beiden Gruppen einander überlappende Abschnitte variabler Länge^ O be in which only part of the electrodes of the two Groups of overlapping sections of variable length
aufweist. ... having. ...
Der Abstand bj zwischen den Längsachsen der anliegen^ den Elektroden 5 und 6 der Hauptreihe 4 wird in be-The distance bj between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 5 and 6 of the main row 4 is
X5 kannter Weise nach der mittleren Arbeitsfrequenz des Umwandlers ermittelt, der Abstand bp zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 8 und 9 der Hilfsreihe 7 ist beliebig und unter den Bedingungen der Technologiegerechtheit des Umwandlers sowie unter den Bedingungen gewählt, keinen au großen Unterschied in den Längen der Hauptreihe 4 und der Hilfsreihe 7 der Elektroden zuzulassen. In der betreffenden Ausführungsfprm ist bo> by, was für die zur Arbeit bei Hochfrequenzen vor-X5 is known according to the mean working frequency of the converter determined the distance bp between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 8 and 9 of the auxiliary row 7 is arbitrary and under the conditions of technological equality of the transducer as well as the conditions chosen, no great difference in the lengths the main row 4 and the auxiliary row 7 of the electrodes to allow. In the relevant execution fprm is bo> by, what for those who work at high frequencies
■·■ gesehenen Umwandler zweckmäßig ist, denn es werden die ■ · ■ the converter seen is appropriate, because the
2^ Forderungen an das Auflösungsvermögen des fotolithografisohen Verfahrens gelockert.2 ^ Demands on the resolving power of the fotolithografisohen Procedure relaxed.
Vorstehend ist eine Ausführungsform des Umwandlers beschrieben, bei dem die Unterlage zwei Abschnitte enthält, auf deren einem mit piezoelektrischen Bigenschaften die Hauptreihe der Elektroden und auf deren anderem ohne piezoelektrische Eigenschaften die Hilfsreihe der Elektroden angeordnet sind. Die Unterlage kann aber drei und mehr Abschnitte enthalten, in jedem ^aIl liegen jedoch auf den die piezoelektrischen Eigenschaften besitzen den Abschnitten der Unterlage die Hauptreihen der Elektro den und auf den keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzenden Abschnitten der Unterlage - die Hilfsreihen der Elektroden.The above is one embodiment of the converter described, in which the base contains two sections, one of which has piezoelectric properties the main row of electrodes and on their others without piezoelectric properties the auxiliary row of Electrodes are arranged. However, the document can contain three or more sections, but there are ^ aIl in each on which the piezoelectric properties have the sections of the pad, the main rows of the electrodes and on which do not possess piezoelectric properties Sections of the pad - the auxiliary rows of electrodes.
Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäiien Umwandlers dargestellt, bei dem die Unterlage I (Fig. 2) drei Abschnitte 12, I? und 14 enthält, von denen zwei - 12 und 13 - die piezoelektrischen Eigenschäften aufweisen und die dritte - 14 - keine solchen aufweist. Zu diesem Zweck ist die gesamte Unterlage I aus Nichtpiezoelektrikum, in der betreffenden Ausführungsform aus Glas, ausgeführt. Als solch ein Werkstoff kommen auch Saphier, Schmelzquarz, Werkstoffe vom Granat- - und Spinelltyp in Frage.Below is an embodiment of the invention Shown converter, in which the pad I (Fig. 2) has three sections 12, I? and 14 contains, two of which - 12 and 13 - have the piezoelectric properties have and the third - 14 - has no such. For this purpose, the entire document I made of non-piezoelectric, in the relevant embodiment made of glass. Come as such a material also sapphire, fused quartz, materials of the garnet and spinel types are possible.
Auf einem Teil der Oberfläche der Unterlage I liegen Schichten 15 und 16 aus Piezoelektrikum derart, daß sie in akustischem Kontakt mit den Abschnitten 12 und IJ der Unterlage I stehen. Infolgedessen gewinnen die unter den Schichten 15 und 16 liegenden Abschnitte 12 und 13 piezoelektrische Eigenschaften. Im gegebenen ^aIl sind die Schiohten 15 und 16 auf die Oberfläche der unter- . lage I unmittelbar, aufgetragen. Zum besseren Verständnis des Erfindungswesens sind die-Schichten. 15 und 16 sehraffiert. Als Werkstoff der Schichten 15 und 16 gelangt Zinkoxyd zum Einsatz. Die Schicht kann aber aus solchen Werkstoffen hergestellt werden, nie sie Kadmiumsulfid, Lithiomniobat und Aluminiumnitrid sind.Layers 15 and 16 of piezoelectric material lie on part of the surface of the substrate I in such a way that they in acoustic contact with sections 12 and IJ of the document I. As a result, the sections 12 and 13 lying under the layers 15 and 16 gain piezoelectric properties. In the given ^ aIl are the Schiohten 15 and 16 on the surface of the lower. position I immediately applied. For better understanding of invention are the layers. 15 and 16 very elaborate. Zinc oxide is used as the material for layers 15 and 16. The layer can be made from such materials, but never cadmium sulfide or lithium niobate and aluminum nitride.
Auf dem piezoelektrische Eigenschaften besitzenden Abschnitt 12 der Unterlage I liegt.auf der Schicht 15 die erste Hauptreihe 17 von Elektroden 18 und 19, die in Analogie zur Hauptreihe der Elektroden des:Umwandlers nach Fig. I ausgeführt 1st· Auf dem keine piezoelektrischen Eigenschaften aufweisenden Abschnitt 14 der ünterlage I liegen stromleitende Flächen 20 und 21 und eine Hilfsreihe 22 von Elektroden 23 und 24, die sich aus einer Gruppe von einander parallelen Elektroden 23 und einer Gruppe von Elektroden 24 zusammensetzt, die den Elektroden 23 parallel und zwischen den Elektroden. 23 in der Weise angeordnet sind, daß sich einander überlappende Abschnitte der Elektroden der beiden Gruppen mit einer variablen Länge ausbilden. Auf dem piezoelektrische Eigenschaften besitzenden Abschnitt 13 der Unterlage I .On the portion 12 of the substrate I, which has piezoelectric properties, lies on the layer 15 the first main row 17 of electrodes 18 and 19, the in analogy to the main row of electrodes of the: converter Executed according to Fig. I 1st · On the no piezoelectric Properties having section 14 of the pad I are electrically conductive surfaces 20 and 21 and a Auxiliary row 22 of electrodes 23 and 24, consisting of a group of electrodes 23 and parallel to each other a group of electrodes 24 composed of the electrodes 23 parallel and between the electrodes. 23 in are arranged in such a way that mutually overlapping portions of the electrodes of the two groups with train a variable length. On the portion 13 of the pad I which has piezoelectric properties.
- ie -- ie -
■'44 - ····■ ■ '44 - ···· ■
liegt auf der Schicht 16 die zweite Hauptsicht 25 von Elektroden 26 und 27, die aus einer Gruppe einender parallelen Elektroden 26 und einer Gruppe von Elektroden 27 besteht, die den Elektroden 26 parallel und zwischen den Elektroden 26 in der Weise angeordnet sind, daß sich einander überlappende Absahnitte der Elektroden der beiden Gruppen mit einer konstanten Lange ausbilden.the second main view 25 lies on the layer 16 Electrodes 26 and 27 composed of a group of one of the parallel electrodes 26 and a group of electrodes 27 consists, the electrodes 26 are arranged in parallel and between the electrodes 26 in such a way that form overlapping sections of the electrodes of the two groups with a constant length.
Die Elektroden 23 der einen Gruppe der Hilfereihe 22 sind galvanisch mit den Elektroden 19 der einen Gruppe der ersten Hauptreihe 12 unmittelbar gekoppelt, die Elektroden 24 der anderen Gruppe der Reihe 22 sind galvanisch mit den Elektroden 27 der einen Gruppe der zweiten Hauptreihe 25 unmittelbar gekoppelt, nährend die Elektroden 26 der anderen Gruppe dieser Reihe galvanisch mit der stromleitenden Platte 21 verbunden sind. Damit verwirklichen die Elektroden 2? und 24 der Hilfsreihe 22 eine kapazitive Kopplung der Elektroden 19 der ersten Hauptreihe 17 mit der stromleitenden fläche 21 und die der.Elektroden 27 der zweiten Hauptreihe 25 mit der stromleitenden Fläche 20. ...The electrodes 23 of one group of the auxiliary series 22 are galvanically coupled directly to the electrodes 19 of one group of the first main row 12, which Electrodes 24 of the other group of row 22 are galvanic with electrodes 27 of one group of the second Main sequence 25 directly coupled, nourishing the Electrodes 26 of the other group of this series galvanically are connected to the conductive plate 21. In order to realize the electrodes 2? and 24 of the auxiliary row 22 a capacitive coupling of the electrodes 19 of the first main row 17 with the conductive surface 21 and the der.Elektroden 27 of the second main row 25 with the conductive surface 20. ...
Derartiger-Umwandler kann zur Umwandlung von akustischen Oberflächenwellen, die sich über einen akustischen Kanal ausbreiten, indem die erste Hauptreihe 17 der Elektroden 18 und 19 angeordnet ist, in Oberflächenwellen,die sich über einen akustischen Kanal fortpflanzen, in dem die zweite Hauptreihe 25 der Elektroden 26 und 27 liegt-, ausgenutzt werden. In diesem fall sind die stromleitenden flächen 20 und 21 miteinander durch eine Brücke 28 verbunden, während der Abstand bj zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 18 und I9 der ersten Reihe 17 gleich dem Abstand b^ zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 26 und 27 der zweiten Hauptreihe 25 ist* Der-Abstand b^ zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 235 und 24 ist .ebenso wieSuch a converter can be used to convert acoustic Surface waves that propagate via an acoustic channel by the first main row 17 of the Electrodes 18 and 19 is arranged in surface waves that propagate via an acoustic channel in which the second main row 25 of electrodes 26 and 27 lies, to be exploited. In this case the conductive surfaces 20 and 21 are connected to one another by a bridge 28 connected, while the distance bj between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 18 and 19 of the first row 17 is equal to the distance b ^ between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 26 and 27 of the second main row 25 is * the distance b ^ between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 235 and 24 is .besuch as
jij in der vorhergehenden Ausführungaform beliebig. Im gegebenen Fall ist b2 « bj (b,), was aus konstruktiven und technologischen Erwägungen zweckmäßig ist.jij arbitrary in the previous embodiment. In the given case, b 2 «bj (b,), which is useful for constructive and technological considerations.
Ein nach der Konstruktion ähnlicher Umwandler kannA converter similar in design can
, m m m w , mmm w
ala /.we i kanal igor Kingantis- oder Auygungswandler ausgenutzt werden. In diesem -Fall werden die stromleitenden Flächen anstatt einer Brücke mit einer elektrischen Signalquelle oder mit einer Belastung verbunden, der Abstand br = b bei einer Parallelarbeit der beiden Kanäle, und bj f- b^ bei der Verwirklichung einer Frequenzselektion zwischen den Kanälen.ala /.we i kanal igor Kingantis or Auygungswandler are used. In this case, instead of a bridge, the conductive surfaces are connected to an electrical signal source or to a load, the distance b r = b when the two channels work in parallel, and bj f- b ^ when a frequency selection is made between the channels.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umwandlers dargestellt, bei dem die Unterlage I zwei Abschnitte 29 und 30 enthält, von denen einer 29 piezoelektrischen Eigenschaften besitzt und der andere 30 nicht. Zu diesem Zweck ist die gesamte Unterlage I ebenso wie im Umwandler nach Fig. 2 aus Nichtpiezoelektrikum, hier aua Glas, hergestellt.In Fig. 3 is an embodiment of one according to the invention Converter shown in which the pad I contains two sections 29 and 30, one of which is 29 has piezoelectric properties and the other 30 does not. For this purpose, the entire document I as well as in the converter according to FIG. 2 made of non-piezoelectric material, here also made of glass.
Auf einem Teil der Oberfläche der Unterlage I liegt eine Schicht 31 aus Piezoelektrikum so, daß sie in akustischem Kontakt mit dem -Abschnitt 29 der Unterlage steht,worauf der unter der Schicht 31 liegende Abschnitt 29 piezoelektrische Eigenschaften gewinnt. Die Schicht 31 ist aus Zinkoxyd ausgeführt.A layer 31 of piezoelectric material lies on part of the surface of the base I in such a way that it is in acoustic contact with the section 29 of the base stands, whereupon the section lying under the layer 31 29 piezoelectric properties wins. The layer 31 is made of zinc oxide.
Die Hauptreihe 32 von Elektroden 33 und 34 liegt auf dem piezoelektrische Eigenschaften aufweisenden Abschnitt 29 der Unterlage I und die Hilfsreihe 35 von Elektroden 36 und 37 auf dem keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzenden Abschnitt 30 der Unterlage Hierbei ist.die Schicht 31 auf die Elektroden 33 und der Hauptreihe 32 aufgetragen.The main row 32 of electrodes 33 and 34 lies on the portion exhibiting piezoelectric properties 29 of the pad I and the auxiliary row 35 of electrodes 36 and 37 on the no piezoelectric Section 30 of the document which has properties Here is.die layer 31 on the electrodes 33 and the main sequence 32 is applied.
Die Hauptreihe 32 der Elektroden 33 und 34 und die Hilfsreihe 35 der Elektroden 36 und 37 sind im wesent-The main row 32 of electrodes 33 and 34 and the auxiliary row 35 of electrodes 36 and 37 are essentially
JO 1ionen in Analogie zur Haupte und der Hilfsreihe des Um-Wandlers nach Fig« I ausgeführt. . . .. .JO 1ions in analogy to the main and the auxiliary series of the converter carried out according to FIG. . . ...
Der Unterschied besteht darin, daß in dieser Ausführungsform die mit einer stromleitenden Fläche 38 galvanisch gekoppelten Elektroden 33 der einen Gruppe der Hauptreihe 32 und die Elektroden 34 der anderen Gruppe dieser Reihe zur Beseitigung von Wiederreflexions-;-effekten der akustischen Oberfläohenwellen aufgespalten ausgeführt sind, während jede aufgespaltene ElektrodeThe difference is that in this embodiment those with an electrically conductive surface 38 are galvanic coupled electrodes 33 of one group of the main row 32 and the electrodes 34 of the other group this series to eliminate re-reflection effects split the acoustic surface waves are performed while each split electrode
- ie - ^- ie - ^
34 mit den zwei naonsten Elektroden 37 der einen der Gruppen der Hilfsreine 35 galvanisch gekoppelt 1st, während die Elektroden 36 deren anderer Gruppe mit einer stromleitenden Fläche 39 galvanisch gekoppelt sind. Der Abstand bj zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 33 und 3^ ist größer als der Abstand b2 zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden 36 und 37 gewählt, speziell ist bj- « 2b2, so daß die Hauptreihe 32 und die Hilfsreihe 35 der Elektroden eine XO gleiche Länge aufweisen.34 is galvanically coupled to the two next electrodes 37 of one of the groups of auxiliary cleaners 35, while the electrodes 36 of their other group are galvanically coupled to an electrically conductive surface 39. The distance bj between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 33 and 3 ^ is greater than the distance b 2 between the longitudinal axes of the adjacent electrodes 36 and 37, specifically bj- «2b 2 , so that the main row 32 and the auxiliary row 35 of electrodes have an XO of the same length.
Die Berechnung des erfindungsgemäßen UmWandlers besteht bei deren beliebiger Ausführungsform, in der Bestimmung eines Änderungsgesetzes, für die Länge der sich überlappenden Abschnitte der Elektroden der Gruppen der Hilfereihe entlang des Dmwandlers nach einem vorgegebenen Antwortimpuls und ist detaillert in der ÜS-Pat ent schrift Ht· 4162415, Klasse 310-3Ut veröffentlicht am 24.0?.79t beschrieben. . ....... The calculation of the converter according to the invention consists in any embodiment thereof, in the determination of a law of change for the length of the overlapping sections of the electrodes of the groups of the auxiliary row along the converter according to a given response pulse and is detailed in the ÜS-Pat ent writing Ht 4162415 , Class 310-3Ut published on 0.024? .79t. . .......
Der in Pig. I-wiedergegebene Umwandler kann wie folgt hergestellt werden. . .The one in Pig. I-rendered converters can be like follows to be produced. . .
Auf den Abschnitt 2 der Unterlage I aus polierter Piezokeramik wird eine Metallelektrode durch Vakuumbedampf ung über eine Maske aufgetragen. Auf die entgegengesetzte Oberfläche der Unterlage I wird gleichfalls eine durchgehende Metallelektrode aufgebracht.A metal electrode is applied to section 2 of the base I made of polished piezoceramic by vacuum vapor deposition via a mask. On the opposite A continuous metal electrode is also applied to the surface of the base I.
Danaoh wird an die obengenannten Elektroden eine elektrische Spannung angelegt, während die Unterlage I auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, worauf die Unterlage I nach, einer Verzögerung abgekühlt und die Spannung abgeschaltet wird. Infolgedessen erfolgt eine Polarisation des Abschnitts 2 der Unterlage I. .Danaoh is applied to the electrodes mentioned above, while the pad I is heated to a certain temperature, whereupon the base I cooled after a delay and the Voltage is switched off. As a result, section 2 of the base I is polarized.
Pie Spannungsgröße, die Temperatur und die Polarisationszeit werden durch eine konkrete Zusammensetzung der Keramik bestimmt. Nach der Polarisation werden die genannten Elektroden weggeätzt und auf die Gesamtfläche der Unterlage I durch Vakuumbedampfung eine Aluminiumschicht aufgetragen, auf der im fotolithografischen Verfahren die Elektroden 5,6 und 8,9 der Hauptreihe 4Pie voltage magnitude, temperature and polarization time are determined by the specific composition of the ceramic. After polarization, the named electrodes etched away and on the total area the base I an aluminum layer by vacuum vapor deposition applied to the photolithographic Move electrodes 5,6 and 8,9 of main row 4
und der Hilfsreihe 7 und die stromleitenden Flächen 10 und 11 erzeugt werden. Zur Anordnung der Elektroden 51 der Hauptreihe 4 auf dem polarisierten Abschnitt 2 der Unterlage I sind auf den Masken und Fotoschablonen zwei Bezugspunkte zur Übereinstimmung vorgesehen.and the auxiliary row 7 and the conductive surfaces 10 and 11 are generated. For the arrangement of the electrodes 51 of the main row 4 on the polarized section 2 of the pad I are two on the masks and photo stencils Reference points provided for compliance.
Der in Fig. 2 dargestellte Umwandler wird folgenderweise hergestellt.The converter shown in Fig. 2 is manufactured as follows.
Auf die polarisierte Unterlage I aus Glas wird durch Katodenzerstäubung eine piezoelektrische Schicht von Zinkoxyd aufgebracht· Der Abschnitt 14 der Unterlage I ist hierbei von einer Maske überdeckt. -Danach werden auf die gesamte Unterlage I eine Aluminiumschicht aufgedampft und im fotolithograflachen Verfahren die Elektroden der ersten und zweiten Hauptreihe 17 bzw. 25, der Hilfsreihe 22, die. stromleitenden Flächen 20, 21 und die Brücke 28 erzeugt. Hierbei wird wie in der oben be-? schriebenen Ausführungsform von der Methode der Übereinstimmung Gebrauch gemacht, um die Elektroden der ersten und der-zweiten Hauptreihe 1? bzw. 25 auf den Abschnitten 12, 13 der Unterlage I anzubringen.A piezoelectric layer of Zinc oxide applied · The section 14 of the base I is covered by a mask. -After that, be An aluminum layer is vapor-deposited onto the entire substrate I and the electrodes are made using a photolithographic method the first and second main series 17 and 25, the Auxiliary series 22, the. conductive surfaces 20, 21 and the Bridge 28 is generated. Here is how in the above? described embodiment of the method of correspondence Made use of the electrodes of the first and second main row 1? or 25 on the Sections 12, 13 of document I to be attached.
In ähnlicher Weise wird auch der in Fig. 3 dargestellte Umwandler hergestellt- Hierbei wird diepiezoelektrische Schicht nach der Erzeugung der Elektroden . der Hauptreihe 32 und der Hilfsreihe 35 und der stromleitenden Flächen 38 und 39 aufgetragen. .The one shown in FIG. 3 is also similar Transducer manufactured- Here the piezoelectric Layer after the creation of the electrodes. the main row 32 and the auxiliary row 35 and the conductive Areas 38 and 39 are applied. .
Der erfindungsgemäße Umwandler arbeitet wie folgt.The converter of the present invention operates as follows.
Beim Eintreffen eines Hochfrequenzsignals an den. stromleitenden Flächen IO (Fig.I) und II wird zwisohen ,. den Elektroden 5t6 der einen und der anderen Gruppe der Hauptreihe 4 eine alternierende Potentialdifferenz erzeugt. Deren Größe ist vom Kapazitätswert zwischen den entsprechenden Elektroden 6 der Hauptreihe 4 und der zweiten stromleitenden Fläche II, also von 4er Länge der sich überlappenden Abschnitte der entsprechenden Blektroden 8 und 9 der einen und der anderen Gruppe der Hilfsreihe 7» abhängig. Infolgedessen werden auf dem aus polarisierter Keramik hergestellten Abschnitt 2 der Unterlage I akustische Oberflächenwellen in einem Fre-When a high frequency signal arrives at the. conductive surfaces IO (Fig.I) and II is between,. the electrodes 5t6 of one and the other group of Main row 4 generates an alternating potential difference. Their size depends on the capacity value between the corresponding electrodes 6 of the main row 4 and the second conductive surface II, that is to say of 4 times the length of the overlapping sections of the corresponding lead electrodes 8 and 9 of one and the other group of the auxiliary row 7 »dependent. As a result, on the portion made of polarized ceramic 2 of the pad I surface acoustic waves in a fre-
30A989630A9896
quenzband mit einer darcjti den Abstand bj bestimmten Mittenfrequenz angefacht. Die Amplitude der durch das Paar der anliegenden Elektroden5 und 6 der Hauptreihe 4 angefachten akustischen Oberflächenwellen ist der elektrischen Feldstärke zwischen diesen proportional, d.h. aie hängt von der Länge der sich überlappenden Abschnitte der entsprechenden anliegenden Elektroden 8 und 9 der Hilfsreihe ? ab. Da die Elektroden 8 und 9 auf dem Abschnitt 5 der Unterlage I aus einem keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzenden Werkstoff angeordnet sind, werden auf diesem Abschnitt 3 der Unterlage I keine akustischen Wellen angefacht.frequency band determined the distance bj with a darcjti Center frequency fanned. The amplitude of the main sequence caused by the pair of adjacent electrodes 5 and 6 4 fanned surface acoustic waves is proportional to the electric field strength between them, i.e., it depends on the length of the overlapping portions of the respective adjacent electrodes 8 and 9 of the auxiliary row? away. Since the electrodes 8 and 9 arranged on the section 5 of the base I made of a material which has no piezoelectric properties no acoustic waves are fanned on this section 3 of document I.
..-■.- Der in Pig. 2 dargestellte Umwandler arbeitet folgendermaßen. - ..- ■ .- The one in Pig. The converter shown in Fig. 2 operates as follows. -
Die akustische Oberflächenwelle, die sich über den Abschnitt 12 der Unterlage I ausbreitet, auf .den die Schicht 15 aus Piezoelektrikum aufgetragen ist, wird durch jedes Paar der anliegenden Elektroden 18 und 19 der einen und der .anderen Gruppe der ersten Hauptreihe 1? in ein Hoohfrequenzsignal verwandelt. Jedes Paar, der Elektroden 18 und 19 kann als Hoohfrequenzeignalquelle angesehen werden, als deren.Belastung ein entsprechendes Paar der anliegenden Elektroden 26 und 27 der zweiten Hauptreihe 23 auftritt, weil die Elektroden 18 der einen Gruppe der ersten Hauptreihe 17 und die ElektrodenThe surface acoustic wave, which propagates over the section 12 of the pad I, on .den the Layer 15 is applied from piezoelectric, is through each pair of adjacent electrodes 18 and 19 of one and the other group of the first main row 1? in transformed into a high frequency signal. Any pair, the electrodes 18 and 19 can be regarded as a high frequency signal source as their load a corresponding Pair of adjacent electrodes 26 and 27 of the second main row 23 occurs because the electrodes 18 of the one Group of the first main row 17 and the electrodes
26 der einen Gruppe der zweiten Hauptreihe 25 miteinander über die erste und die zweite stromleitende Fläche 20 bzw. 21 und die Brücke 26 galvanisch gekoppelt sind, während die Elektroden I9 der anderen Gruppe der ersten Haupt-26 of one group of the second main row 25 with one another via the first and the second conductive surface 20 and 21 and the bridge 26 are galvanically coupled, while the electrodes I9 of the other group of the first main
^O reihe 17 mit den Elektroden 27 der anderen Gruppe der zwei ten Haupt reihe 25 über durch die entsprechenden anliegenden,- einander überlappenden Elektroden 23 und 24 der Hilfereihe 22 gebildete Kapazitäten verbunden sind. Da die Elektroden 26 und 27 der einen und der anderen Gruppe der zweiten Hauptreihe 25 auf der auf dem Abschnitt 13 der Unterlage I liegenden piezoelektrischen Schicht 16 angeordnet sind, wird ein an diesen Elektroden 26 und^ O row 17 with the electrodes 27 of the other group of the second main row 25 via the corresponding adjacent, - overlapping electrodes 23 and 24 of the auxiliary row 22 are connected. Since the electrodes 26 and 27 of one and the other group of the second main row 25 are arranged on the piezoelectric layer 16 lying on the section 13 of the substrate I, an on these electrodes 26 and
27 eingetroffenes Hochfrequenzsignal wieder in akustische27 received high-frequency signal back into acoustic
Oberfläohenwellen umgesetzt, deren Amplitude wie in der oben beschriebenen Ausführungsform durch die Länge der sich überlappenden Abschnitte der Elektroden 23 und 24 der Hilfsreihe 22 bestimmt wird. Auf dem Abschnitt 14 der Unterlage It wo die Elektroden 23 uad 24 der Hilfsreihe 22 angeordnet sind, werden keine akustischen Wellen angefacht, weil der Abschnitt 14 der Unterlage I keine piezoelektrischen Eigenschaften besitzt.Surface waves implemented, the amplitude of which is determined, as in the embodiment described above, by the length of the overlapping sections of the electrodes 23 and 24 of the auxiliary row 22. On the section 14 of the substrate I t where the electrodes 23 and 24 of the auxiliary row 22 are arranged, no acoustic waves are fanned because the section 14 of the substrate I has no piezoelectric properties.
In dem in Pig. 3 wiedergegebenen Umwandler werden beim Anlegen eines Hochfrequenzsignals an die stromleitenden Flächen 3ö und 39 akustische Oberflächenwellen auf dem Abschnitt 29 der Unterlage I, auf dem die Hauptreihe 32 der Elektroden 33 und 34 liegt, durch einen akustischen Kontakt dieses Abschnitts 29 mit der auf die Elektroden 33 und 34 der Hauptreihe 32 aufgebrachten Schicht 31 aus Piezoelektrikum angefacht. Im übrigen arbeitet dieser Umwandler analog dem Umwandler nach Pig. I*In the one in Pig. 3 reproduced transducers are generated when a high-frequency signal is applied to the conductive surfaces 3ö and 39 surface acoustic waves section 29 of document I, on which the main sequence 32 of electrodes 33 and 34, by an acoustic Contact of this section 29 with the layer 31 applied to the electrodes 33 and 34 of the main row 32 Piezoelectric fanned. Otherwise this one works Converter analogous to the converter according to Pig. I *
Im erfindungsgemäßen Umwandler akustischer Oberflächenwellen werden also die akustischen Wellen nur . In the surface acoustic wave converter according to the invention, the acoustic waves are only.
durch die Elektroden der Hauptreihe erregt, während die Elektroden der Hilfsreihe keine akustischen Wellen anfachen und lediglich die Funktion eines frequenzunabhängigen kapazitiven Teilers einer den Elektroden der Hauptreihe züge führ ten Spannung ausführen« Daduroh werden im Umwandler die Diffraktionseffekte und eine mit diesen zusammenhängende Verzerrung der Amplitudenfrequenzcharakteristik des Umwandlers behoben, eine Verbreiterung der Amplitudenfrequenzoharakteristik beseitigt, ea wird möglich, Rejektionsfrequenzen genau festzulegen und die Signalunterdrückung in den Hejek-excited by the electrodes of the main sequence, while the Electrodes in the auxiliary row do not fan acoustic waves and only the function of a frequency independent capacitive divider of a voltage fed to the electrodes of the main sequence « Daduroh are the diffraction effects in the converter and a related distortion of the amplitude-frequency characteristic of the transducer is corrected, a broadening of the amplitude frequency characteristic eliminated, ea becomes possible, rejection frequencies exactly and the signal suppression in the Hejek
tionspunkten zu .vergrößern. ... . , , to .enlarge. ... ,,
Zugleich wird es im Umwandler möglich, die AbständeAt the same time it is possible in the converter to adjust the distances
. zwischen den Längsachsen der anliegenden Elektroden der.. between the longitudinal axes of the adjacent electrodes of the.
Hilfsreihe zu wählen, die für die konstruktive und technologisohe Ausführung des Umwandlers am optimalsten sind, ohne die verursachten EnergieVerluste in seinem Durchlaßband zu vergrößern Speziell wird es möglich, die genannten Abstände in der Weise zu wählen, daß sich dieTo choose auxiliary series for the constructive and technological The most optimal execution of the converter, without increasing the energy losses caused in its passband Choose distances in such a way that the
Längeader Haupt- und der Hilfsreihe voneinander geringsfügig oder überhaupt nicht unterscheiden. Dadurch wird eine Verringerung der Abmessungen des Ubergangsgebiets zwischen der Haupt- und der Hilfsreihe der Elektroden undLength of the main row and the auxiliary row from each other slightly or not differentiate at all. This will reduce the dimensions of the transition area between the main and auxiliary rows of electrodes and
^ dementsprechend eine Verkleinerung des Wertes einer parasitären Kopplungskapazität zwischen den Elektroden der Hilfsreihe erreicht, die auf die Elektroden dieser Reihe mit den Elektroden der Hauptreihe verbindende Brücken zurückzuführen ist. Damit wird eine weitere Verbesserung des. Verlaufes der Amplitudenfrequenzcharakteristik des Umwandlers im ganzen ermöglicht.^ accordingly a reduction in the value of a parasitic coupling capacitance between the electrodes of the auxiliary row is achieved, which is due to bridges connecting the electrodes of this row to the electrodes of the main row. This enables a further improvement in the course of the amplitude-frequency characteristic of the transducer as a whole.
Der erfindungsgemäße Umwandler akustischer Oberflächen wellen kann in verschiedenen auf akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Einrichtungen eingesetzt werden, wie sie Filter, Verzögerungslinien, Verstärker und Convolver s ind.The acoustic surface transducer according to the invention waves can be used in various devices working on surface acoustic waves, such as they are filters, delay lines, amplifiers and convolvers s ind.
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